JP5603947B2 - 自動車の油圧式ブレーキシステムに配置されている、開閉弁（３）の制御のための方法 - Google Patents

Description

本発明は、特許請求項１の上位概念に基づく弁の制御のための方法に関する。

ビークルダイナミクスコントロール用として設計されている最近のブレーキシステムは、通常、フットブレーキ作動と自動的なブレーキ作動との間で切換えられることのできる複数の弁を備えている。
図１は、ビークルダイナミクスコントロールの実施のために備えられている既知の油圧式ブレーキシステムの、本発明のために重要な部分を示している。ここに示されているブレーキシステムの部分には、メインブレーキシリンダ１、常開（ノーマルオープン）の開閉弁（ＵＳＶ）２、常閉（ノーマルクローズ）の高圧開閉弁（ＨＳＶ）３、油圧ポンプ（ＨＰ）４、並びに車輪上に配置されている車輪ブレーキ５が含まれている。ＨＳＶ３は、通常二段階式の弁として作られているが、一段階式の弁として作ることもできる。
メインブレーキシリンダ１から出たブレーキパイプは、ＵＳＶ２とＨＳＶ３に向けて分岐される。対応するパイプは、参照符号６と７で示されている。ＨＳＶ３の後方に配置されている油圧ポンプ４は、ＵＳＶ２が開かれているときに、ブレーキ液をメインブレーキシリンダ１から車輪ブレーキ５へ送り、それによって車輪ブレーキのブレーキ圧力を自動的に高めることができる。
通常の制動プロセス、即ち車輪のブレーキスリップが小さく、従ってビークルダイナミクスコントローラが働いていない制動プロセスの際には、メインブレーキシリンダ１でのフットペダル操作の強さに応じて定められたブレーキ圧力が生成される。このブレーキ圧力は、開かれているＵＳＶ２を通して、矢印ａで示されている経路に沿って車輪ブレーキ５に対して伝えられる。この際に、ＨＳＶ３は閉じられている。その結果、車はドライバーの要求に応じて減速される。
制動操作或いは加速操作の際に、ホイールスリップが一定の閾値をオーバーするや否や、ビークルダイナミクスコントローラ或いは、例えばＡＣＣ或いはＡＳＲの様なその他のドライバー支援システムが起動し、ホイール５で働くブレーキ圧力を自動的に引き上げる。この際、コントローラ８は、車輪ブレーキ５で働くべき目標ブレーキ圧力を決定する。この目標ブレーキ圧力は、通常油圧ポンプ４のための目標回転数を予め設定することによって調節される。この圧力調節の間に、ＵＳＶ２が閉じられ且つＨＳＶ３が開かれる。すると油圧ポンプ４がブレーキ液を矢印ｂによって示された経路に沿ってメインブレーキシリンダ１からブレーキパイプ７を通して車輪ブレーキへ送り、それによって必要な圧力が生成される。
油圧ポンプ４が十分に多くのブレーキ液をブレーキ液タンクから取出すことができるということを保証するために、ＨＳＶ３が十分に迅速に且つ十分に大きく開かれることが確認されていなければならない。従来技術から、ＨＳＶ３を、図２及び図３に示されているように、異なる位相を有する電気信号を用いて制御することが知られている。
図２及び図３は、ＨＳＶ３のための制御電流Ｉ_ＨＳＶの代表的な変化を示している。その際、図２は二段階式のＨＳＶ３のための、また図３は一段階式のＨＳＶ ３のための、電流の変化を示している。
二段階式のＨＳＶ３の場合（図２）には、電流Ｉ_Ｖの印加によって先ず前段階で弁が開かれて、小さな流路断面が開かれる。これによって、弁３で支配的な差圧がゆっくりと引き下げられる。ＨＳＶ３に加えられている差圧は、ＨＳＶ３に対する閉弁作用を持つから、それによって第二段階の主段階で弁を開くことが容易となる。次いで、予め定められた時間間隔ｔ_Ｖの経過後の短い時間ｔ_Ｒの間、主段階で弁を完全に開くために、より高い電流Ｉ_Ｒが印加される（リフレッシュパルス９）。その後、より低い電流Ｉ_Ｈによる長さｔ_Ｈの保持段階に移行するが、この電流の大きさは、弁３が開状態に保たれるように定められている。
弁が如何なる場合にも開状態に保たれることを保証するために、規則的にリフレッシュパルス９が印加される。リフレッシュパルス９の後には、それぞれより低い電流値Ｉ_Ｈによる保持段階ｔ_Ｈが続いている。
一段階式のＨＳＶ３の場合（図３）には、前段階が無くなり、従って、このプロセスはパルス９の印加と共に始まり、その後に電流Ｉ_Ｈによる主段階ｔ_Ｈが続く。その後、定期的に更なるパルス９と保持段階ｔ_Ｈが続いている。

従来技術から知られている制御方法には、前段階の制御の長さｔ_Ｖも保持段階の長さｔ_Ｈも、予め固定的に定められているということが共通している。このことから、状況から本来ならば前段階のより長い制御が許されるような場合でも、予め固定的に定められている時間長さｔ_Ｖの後で常に、主段階で弁がリフレッシュパルス９によって開かれてしまうという問題が生じる。弁が開かれているときに、対応する状況の下で、保持段階ｔ_Ｈがもっと長くなり得るような場合でも、予め定められている保持段階ｔ_Ｈの後で常に、リフレッシュパルス９が生成されてしまうという問題が生じる。その結果、弁が多くの状況の下で不必要にしばしば開閉され、それによって騒音負荷が比較的高くなってしまう。更に、ＨＳＶのコイルを通して、多くの場合過度に大きな電力が流され、その結果、弁が不必要に強く加熱され、極端な場合（例えば、比較的長いブレーキ操作の場合）には、オーバーヒートしてしまうことがある。

従って、本発明の課題は、騒音の発生並びに弁の熱負荷を低減することである。この課題は、本発明によれば、特許請求項１に示されているメルクマールによって解決される。本発明のその他の実施態様は従属請求項の対象となっている。

【０００５】
本発明によれば、弁の制御をその時々の走行状況に適合させるために、開閉弁の少なくとも一つの制御段階（ｔ_Ｖ、ｔ_Ｈ、ｔ_Ｒ）の時間長さを、少なくとも一つのブレーキパラメータに応じて調節するということが提案される。かくして、段階ｔ_Ｖ、ｔ_Ｒ及び／またはｔ_Ｈは、実際の走行状況に応じた、可変的な長さを有する。これにより、騒音の発生も弁の熱負荷も最適化されることが可能である。
好ましい実施態様によれば、ブレーキパラメータとして、次の諸パラメータの中の少なくとも一つが用いられる。コントローラによって計算された油圧ポンプの目標回転数（ポンプ目標回転数）、及び／または必要なポンプ目標圧力の経時的上昇（目標圧力勾配）、及び／またはドライバーによって加えられたメインブレーキシリンダ圧力とコントローラによって要求された目標圧力との間の差（差圧）。これ等のパラメータは、従来からの支援システム、例えばＥＳＰ、ＡＳＲ、或いはＡＣＣにおいて、通常利用可能であり且つ問題無く利用されることが可能である。
提案されている方法は、一段式の弁に対しても二段式の弁に対しても適用可能である。一段式の弁の場合には、保持段階及び／またはリフレッシュパルスの時間長さが、一つ又は複数のパラメータから計算される。二段式のＨＳＶの場合には、代わりとして或いは追加として、前段階の制御の時間長さも状況に応じて計算される。
主段階の時間長さは、好ましくは１００ｍ秒から数秒までの間とする。前段階の制御の時間長さは二段式の弁の場合には好ましくは０ｍ秒から２００ｍ秒までの間とする。
上述の弁は、好ましくは高圧開閉弁であり、この弁は、自動車ブレーキ回路の中のメインブレーキシリンダと油圧ポンプとの間に配置されている。
【図面の簡単な説明】

【０００６】
【図１】図１は、ビークルダイナミクスコントロールのために作られた、従来技術から
知られているブレーキシステムの一部を示す。
【図２】図２は、二段式の開閉弁のための制御信号の変化を示す。
【図３】図３は、一段式の開閉弁のための制御信号の変化を示す。
【図４】図４は、ポンプ目標回転数の関数としての主段階の長さの特性曲線の例を示す
。
【発明を実施するための形態】

本発明は、以下に付属の図面に基づいて例示として詳しく説明される。

【０００８】
図１の説明に関しては、明細書の導入部を参照されたい。
図２及び図３は、二段式（図２）と一段式（図３）の弁３のための制御信号の変化を例示している。既に上で述べられたように、この電流信号は、弁３の前段階が電流Ｉ_Ｖによって制御される制御段階ｔ_Ｖを含んでおり、その後に、弁３の主段階を高い電流Ｉ_Ｒによって開く長さｔ_Ｒのパルス９と、弁３をより低い電流Ｉ_Ｈで開状態に保持する保持段階ｔ_Ｈとが続いている。リフレッシュパルス９と保持段階ｔ_Ｈは、その後も周期的に繰り返される。
本発明によれば、段階ｔ_Ｖ、ｔ_Ｒ、及びｔ_Ｈの中の一つ或いは幾つかの長さは、ブレーキパラメータに応じて可変的となる。それによって、弁３の制御を実際の走行状況に適応させることが可能となる。例えば、時間長さｔ_Ｖ或いは保持段階ｔ_Ｈを長くすることによって、変換される全電力（〜Ｉ^２ _ＨＳＶ）を大幅に減らすことができる。更に、保持段階ｔ_Ｈを長くすることによって、単位時間当たりのパルス９の数を減らすことができる。
個々の段階ｔ_Ｖ、ｔ_Ｈ、ｔ_Ｒの長さは、好ましくは、コントローラ８によって計算された油圧ポンプの目標回転数（ポンプ目標回転数）、及び／または時間に対するポンプ目標圧力の要求上昇（目標圧力勾配）、及び／またはドライバーによって加えられたメインブレーキシリンダ圧力とコントローラ８によって要求された目標圧力との間の差（差圧）の関数とする。しかしながら、本発明はこれ等のパラメータだけに限定されてはいないので、その他のパラメータを利用することもできる。
次に、図４に基づいて保持段階ｔ_Ｈの長さとポンプ目標回転数との関係が、例として説明される。図４には、保持段階ｔ_Ｈの長さが目標回転数ｎの関数として示されている。この図により、保持段階ｔ_Ｈの時間長さは、低いポンプ目標回転数ｎしか必要としない、動きが少なくて余り危険ではない制動プロセスの場合には、数秒（ここでは３秒）となり得るということが分かる。それよりも大きい１００ ｒｐｍから１０００ ｒｐｍまでの間のポンプ目標回転数ｎの時には、保持段階ｔ_Ｈの時間長さはおよそ０．５秒となる。ポンプ目標回転数が１０００ ｒｐｍを越えると、初めて保持段階のｔ_Ｈ時間長さがおよそ１００ ｍ秒へ低下する。かくして、保持段階ｔ_Ｈは広い回転数範囲にわたって比較的長く保持されることが可能である。
【符号の説明】

１ メインブレーキシリンダ
２ 常開の開閉弁（ＵＳＶ）
３ 常閉の高圧開閉弁（ＨＳＶ）
４ 油圧ポンプ（ＨＰ）
５ 車輪ブレーキ
６、７ ブレーキパイプ
８ コントローラ
９ リフレッシュパルス

Claims (5)

1. 開閉弁（３）が、電流強度の異なる複数の制御段階（ｔ_Ｖ、ｔ_Ｈ、ｔ_Ｒ）を有する電気信号の印加によって開かれる、自動車の油圧式ブレーキシステムに配置されている、開閉弁（３）の制御のための方法において
   一段式の開閉弁（３）の場合に、前記複数の制御段階が、リフレッシュパルス（ｔ _Ｒ ）および保持段階（ｔ _Ｈ ）であり、リフレッシュパルス（ｔ _Ｒ ）或いは保持段階（ｔ _Ｈ ）の時間長さが、少なくとも一つのブレーキパラメータに応じて調節されること
   ブレーキパラメータとして、コントローラによって計算された油圧ポンプの目標回転数、コントローラによって要求された目標圧力勾配、或いはドライバーによって加えられたメインブレーキシリンダ圧力とコントローラによって要求された目標圧力との差の中の少なくとも一つが、開閉弁（３）の制御段階（ｔ_Ｖ、ｔ_Ｈ、ｔ_Ｒ）の中の少なくとも一つの時間長さの決定のために用いられること、
   を特徴とする方法。
2. 開閉弁（３）が、電流強度の異なる複数の制御段階（ｔ _Ｖ 、ｔ _Ｈ 、ｔ _Ｒ ）を有する電気信号の印加によって開かれる、自動車の油圧式ブレーキシステムに配置されている、開閉弁（３）の制御のための方法において
   二段式の開閉弁（３）の場合に、前記複数の制御段階が、リフレッシュパルス（ｔ _Ｒ ）、保持段階（ｔ _Ｈ ）、および前段階（ｔ _Ｖ ）であり、リフレッシュパルス（ｔ _Ｒ ）、保持段階（ｔ _Ｈ ）、或いは前段階（ｔ _Ｖ ）の時間長さが、少なくとも一つのブレーキパラメータに応じて調節されること、
   ブレーキパラメータとして、コントローラによって計算された油圧ポンプの目標回転数、コントローラによって要求された目標圧力勾配、或いはドライバーによって加えられたメインブレーキシリンダ圧力とコントローラによって要求された目標圧力との差の中の少なくとも一つが、開閉弁（３）の制御段階（ｔ _Ｖ 、ｔ _Ｈ 、ｔ _Ｒ ）の中の少なくとも一つの時間長さの決定のために用いられること、
   を特徴とする方法。
3. 保持段階（ｔ_Ｈ）の時間長さが、およそ１００ｍ秒から数秒までとすることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前段階（ｔ_Ｖ）の時間長さが、０ｍ秒からおよそ２００ｍ秒までとすることを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の開閉弁（３）の制御のための手段を含んでいる制御装置。

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